编者按:12月2日,人民日报科技版专题报道了北斗人秉承新时代北斗精神,将北斗系统建设为“国家名片”的奋斗事迹。文章介绍了中国电科网络通信研究院研发团队让“卫星短信”走进千家万户的科技攻关历程。
前不久,我国在西昌卫星发射中心成功发射第五十九、六十颗北斗导航卫星。该组卫星是我国北斗三号全球卫星导航系统建成开通后发射的第二组中圆地球轨道卫星,也是北斗三号全球卫星导航系统的最后一次发射。
北斗卫星导航系统(以下简称“北斗系统”)是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统。经过多年发展,北斗系统已成为面向全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航与授时服务的重要新型基础设施。
从北斗一号、北斗二号到北斗三号,从双星定位到全球组网,从覆盖亚太到服务全球,自1994年工程立项,北斗系统已走过波澜壮阔的30年。
30年来,全体北斗人秉承“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神,践行“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念,将北斗系统建设成为一张亮丽的“国家名片”。
“让‘卫星短信’走进千家万户”
庞大精密的北斗系统除了由卫星构成的空间段,还包括由测控系统、运控系统等构成的地面段,以及各类终端及应用系统构成的用户段。
郑晓冬是中国电子科技集团网络通信研究院的一名正高级工程师,从事北斗导航地面系统建设20余年,他率领团队自主研发出了独具中国特色的北斗民用短报文通信平台。
从功能看,其他卫星导航系统仅能无源定位,因而用户只能知道“我在哪”。北斗用户则不同,不但自己知道“我在哪”,还能告诉别人“我在哪”“在干什么”。当遭遇突发地震、海上遇险,在其他通信手段失效的情况下,北斗短报文通信可以成为人们传递求救信息、拯救生命的关键保障。
郑晓冬带领团队相继攻克了微弱信号捕获及跟踪、高精度同步等多项技术难题,取得一系列创新突破,使得北斗三号在全面兼容北斗二号系统短报文通信服务的基础上,信息发送能力提升到一次1000个汉字,极大提升了短报文系统服务能力,为短报文的规模化应用奠定基础。
“让‘卫星短信’走进千家万户。”为此,郑晓冬团队还创造性提出了将北斗短报文置入智能手机的理念。一台手机,如何与太空中的卫星直接建立连接?
“这需要产品在非常小的体积下还要具备大功率发射和高灵敏度接收的能力。”郑晓冬和团队攻克高灵敏度快速捕获、射频基带一体化设计等核心技术,研制出全球首款低成本低功耗北斗短报文消费终端芯片。
研发历程并非一帆风顺。郑晓冬回忆,有一次团队联合手机厂商搭建手机测试环境,开展实际测试时,调试始终不成功,大家非常焦虑。此时,团队核心成员王晓玲提出了一个想法——对多个城市进行北斗卫星信号测试,通过真实的测试数据分析问题、优化性能。这个思路得到团队认可,大家克服困难,短短一个月内就完成了百余个城市的北斗卫星信号测试,依靠这些宝贵的测试数据,制定了整体解决方案,解决了所有问题。
“如今,通过将短报文芯片置入手机,使手机能够在没有地面移动网络情况下具备与外界紧急通信的能力,这样的手机可以广泛应用在遇险报警、应急救援、灾害指挥、海上作业等场景。”郑晓冬说。
北斗远在天外,应用近在身边。目前,全国已有超过2500处水库应用北斗短报文通信服务水文监测,搭载国产北斗高精度定位芯片的共享单车投放已突破1000万辆,支持北斗短报文通信功能的手机已发布。北斗系统正全力赋能各行各业,成为推动经济社会发展的时空基石和重要引擎。
根据中国卫星导航系统管理办公室发布的规划,要在2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。瞄准这个目标,北斗人一直在路上。